龍昊

摘 要：為了解決當(dāng)下大學(xué)校園自行車(chē)的停放及防盜問(wèn)題，研究了校園自行車(chē)智能停放及防盜等方面的問(wèn)題，主要介紹利用STC單片機(jī)控制處理的Arduino pcDuino指紋系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過(guò)矩陣密碼鎖、校園一卡通來(lái)控制鎖車(chē)系統(tǒng)的電子鎖，且可將相應(yīng)的信息傳到液晶屏顯示，從而實(shí)現(xiàn)存/鎖車(chē)等功能。

關(guān)鍵詞：STC單片機(jī)；Arduino pcDuino指紋系統(tǒng)；矩陣密碼鎖；電子鎖

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.133

近年來(lái)，校園內(nèi)自行車(chē)越發(fā)增多，由于校園內(nèi)自行車(chē)防盜管理很難做到面面俱到，給了不法分子可趁之機(jī)，導(dǎo)致校園內(nèi)自行車(chē)丟失嚴(yán)重，造成了不小的損失。在校園內(nèi)，停放自行車(chē)的位置主要集中于公寓樓下和教學(xué)樓下，自行車(chē)在集中停放時(shí)并沒(méi)有人員管理，顯得雜亂、沒(méi)有次序，從而提高了丟車(chē)的概率。一款基于STC單片機(jī)控制的校園自行車(chē)智能停放和防盜系統(tǒng)可以很好地解決校園自行車(chē)停放及丟失問(wèn)題。

1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及基本工作原理

本系統(tǒng)主要由STC單片機(jī)控制模塊、電子鎖控制模塊、指紋識(shí)別模塊、校園一卡通感應(yīng)模塊、12864液晶屏顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊及停車(chē)吊架模塊組成。當(dāng)學(xué)生需要停放自行車(chē)時(shí)，可把自行車(chē)停入設(shè)置的停車(chē)架下，刷校園一卡通或按指紋，相應(yīng)的指紋識(shí)別模塊、校園一卡通感應(yīng)模塊記錄存入的信息并反饋給單片機(jī)。此時(shí)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給電子鎖控制模塊，電子鎖自動(dòng)打開(kāi)，手動(dòng)把電子鎖鎖到自行車(chē)車(chē)把，實(shí)現(xiàn)了自行車(chē)停放和鎖車(chē)功能。當(dāng)學(xué)生需要拿取自行車(chē)時(shí)，在存放行車(chē)的位置的指紋機(jī)上按下指紋或在一卡通感應(yīng)機(jī)上刷入一卡通，指紋識(shí)別模塊或校園一卡通感應(yīng)模塊把檢測(cè)到的信息反饋給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的判斷處理，信息正確則給電子鎖模塊發(fā)出信息，電子自動(dòng)打開(kāi)；如果信息不對(duì)，則單片機(jī)給蜂鳴器模塊發(fā)出信息，蜂鳴器發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警聲。具體如圖1所示。

2 硬件電路模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要硬件電路由主控電路、Arduino pcDuino指紋系統(tǒng)、密碼鎖按鍵、校園一卡通感應(yīng)、液晶屏顯示、蜂鳴器報(bào)警、電子鎖驅(qū)動(dòng)組成。

2.1 控制模塊及顯示模塊

單片機(jī)12864發(fā)送信息，12864液晶屏讀取并顯示其發(fā)送的信息，本系統(tǒng)需要顯示的信息為“北方民族大學(xué)自行車(chē)智能停放開(kāi)鎖系統(tǒng)、存車(chē)、取車(chē)、取存車(chē)序號(hào)”等。

2.2 指紋系統(tǒng)與單片機(jī)IO口連接電路

指紋機(jī)控制模塊主要用于指紋的收集，將收集到的信息發(fā)送到單片機(jī)給處理，具體如圖2所示。

2.3 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)密碼鎖和報(bào)警電路

本模塊主要是單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給高低電平驅(qū)動(dòng)密碼鎖，實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖功能。當(dāng)取車(chē)信息錯(cuò)誤時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)該控制系統(tǒng)，此時(shí)蜂鳴器就會(huì)發(fā)出“嘀嘀”的響聲。

2.4 停車(chē)吊架

停車(chē)吊架主要用于把電子鎖安裝在停車(chē)吊架上和規(guī)范自行車(chē)的擺放，如圖3所示。

3 軟件流程設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括1個(gè)主程序和4個(gè)子程序。主程序主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)程序的管理及對(duì)外部程序的調(diào)用、存取車(chē)按鍵動(dòng)作；4個(gè)子程序分別為液晶屏顯示子程序、指紋模塊識(shí)別子程序、一卡通感應(yīng)子程序、報(bào)警子程序。

4 創(chuàng)新點(diǎn)與特色

本系統(tǒng)利用單片機(jī)控處理指紋模塊或一卡通感應(yīng)模塊發(fā)來(lái)的信息，從而控制電子鎖，實(shí)現(xiàn)防盜鎖車(chē)功能。本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)為：利用搭建的車(chē)架，5～10輛車(chē)組成一個(gè)控制系統(tǒng)，這樣既能有效鎖車(chē)防盜，也能把自行車(chē)統(tǒng)一擺放。在高校這個(gè)自行車(chē)集中的環(huán)境中，本系統(tǒng)有很大的使用空間。本系統(tǒng)的車(chē)鎖是根據(jù)不同自行車(chē)車(chē)型設(shè)計(jì)的，可直接鎖車(chē)把，有很強(qiáng)的固定性。此外，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有鎖車(chē)架，不占用自行車(chē)停車(chē)空間，直接利用空間橫桿吊下來(lái)的電子鎖鎖車(chē)把，既美觀又增加了停車(chē)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的公共自行車(chē)管理系統(tǒng)得到了推廣及人們的認(rèn)可，大大方便了人們的出行。本系統(tǒng)為校園的自行車(chē)管理提供了很大的便利，隨著本系統(tǒng)的不斷強(qiáng)化和更新，會(huì)有更大的應(yīng)用前景。